PCB工藝 自制PCB板的方法及步驟流程
電路板腐蝕方法:
腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成,三氯化鐵為土黃色固體,也易于吸收空氣中的水份,所以應(yīng)密封保存。配置三氯化鐵溶液時一般是用40%的三氯化鐵和60%的水,當(dāng)然三氯化鐵多些,或者用溫水(不是熱水,以防油漆脫落)可使反應(yīng)速度快些注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性,最好不要弄在皮膚上和衣服上(很難洗:-(反應(yīng)的容器用廉價的塑料盆,放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開始的,當(dāng)未描油漆的銅箔被腐蝕完后應(yīng)該及時取出電路板,以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線路。這時用清水沖洗,順便用竹片等物刮去油漆(這時油漆從液體里出來,比較容易去除)。若不易刮,用熱水沖一下就好了。然后擦干,用砂紙打磨干凈,就露出了閃亮的銅箔,一張印刷電路板就做好了。為了保存成果,Bitbaby通常會用松香溶液涂一遍打磨好的電路板,既可以助焊,又可以防止氧化 業(yè)余條件下制作電路板方法總覽 電路板是電子電路的載體,任何的電路設(shè)計都需要被安裝在一塊電路板上,才可以實(shí)現(xiàn)其功能。而加工電路板,又是業(yè)余電子愛好者感到最頭痛的事,往往是:半天時間就設(shè)計好的電路,可加工電路板卻花費(fèi)了幾天的時間。甚至一些很好的電路設(shè)計創(chuàng)意,卻因?yàn)榧庸る娐钒逄〞r間而放棄了實(shí)驗(yàn),無法繼續(xù)實(shí)現(xiàn)。 站長20多年前就開始搞電路實(shí)驗(yàn),最暈菜的也是做電路板,可謂是想盡了一切辦法:油漆、石蠟、復(fù)寫紙、雕刻刀,甚至MM們用的指甲油、眉筆什么的東東都用上了,都還是不能達(dá)到高效、高質(zhì)制作實(shí)驗(yàn)電路板的目的。
后來到公司搞專業(yè)設(shè)計開發(fā),才知道專業(yè)的工程師們根本就不知道還有這等難處。他們用CAD設(shè)計好圖紙,打印出來后交給PCB加工廠,幾天后就可以得到加工好的幾塊PCB樣板。安裝上零件,調(diào)試修改再打印,再送PCB加工廠加工,反復(fù)幾次,電路就做好了。他們根本就不必考慮加工電路板過程中,各種煩瑣的工藝過程和制作成本。而PCB加工廠之所以要不厭其煩,反復(fù)免費(fèi)為這些公司加工實(shí)驗(yàn)用電路板,當(dāng)然也不是“發(fā)揚(yáng)雷峰精神”,很明顯這些加工費(fèi)用是要分?jǐn)偟浇窈笈可a(chǎn)的費(fèi)用中。
如果你是小的不知名的公司,或者是個人,那加工一次的費(fèi)用可能就要數(shù)百元。所以,如何簡單、快捷、低成本、高質(zhì)量加工實(shí)驗(yàn)用電路板,是一個很值得研究的課題?,F(xiàn)在也有了許多新的好方法,比如:熱轉(zhuǎn)印法、預(yù)涂布感光敷銅板制作法、熱熔塑膜法等。本站將搜集這方面的方法、經(jīng)驗(yàn),并整理成文,陸續(xù)在本站刊登。也歡迎愛好者、廠家、材料設(shè)備供應(yīng)商等合作,或撰文,或提供您的產(chǎn)品,或合作推銷都可以。
如前言中所述,電路板是電路的載體,平常我們稱為“印刷電路板”英文縮寫“PCB”。正規(guī)生產(chǎn)印刷電路板自然與印刷有關(guān),通常采用的是絲網(wǎng)印刷工藝,其基本過程如下: 設(shè)計版圖→描圖→曬板(制作印刷底版)→印刷→化學(xué)方法腐蝕→清洗及表面處理→印刷助焊、標(biāo)識、阻焊等層→切割、打孔等機(jī)械加工→成品電路版
更詳細(xì)的操作步驟請看本站收集的《絲網(wǎng)印刷制作電路板和儀器標(biāo)牌面板》一文(在“實(shí)踐基礎(chǔ)”欄)。
業(yè)余條件下,可以省去“印刷助焊、標(biāo)識、阻焊等層”的工序,難點(diǎn)在制版和印刷環(huán)節(jié)上。由于只需要制作少量(一塊或幾塊)電路版,采用正規(guī)的制版和印刷工序顯然是不經(jīng)濟(jì)的,于是就有了各種非印刷,或亞印刷的制作方法。
1、雕刻法
此法最直接。將設(shè)計好的銅箔圖形用復(fù)寫紙,復(fù)寫到覆銅板銅箔面,使用鋼鋸片磨制的特殊雕刻刀具,直接在覆銅板上沿著銅箔圖形的邊緣用力刻畫,盡量切割到深處,然后再撕去圖形以外不需要的銅箔,再打上元件的插孔就可以了。此法的關(guān)鍵是:刻畫的力度要夠;撕去多余銅箔要從板的邊緣開始,操作的好時,可以成片的逐步撕去,可以使用指甲剪來完成這個步驟。一些小電路實(shí)驗(yàn)版適合用此法制作。
2、手工描繪法
就是用筆直接將印刷圖形畫在覆銅板上,然后再進(jìn)行化學(xué)腐蝕等步驟。此法看似簡單,實(shí)際操作起來很不容易!現(xiàn)在的電子元件體積小,引腳間距更小(毫米量級),銅箔走線也同樣細(xì)小,而且畫上去的線條還很難修改,要畫好這樣的板就完全看你的筆頭工夫了。經(jīng)驗(yàn)是:“顏料”和畫筆的選用都很關(guān)鍵。我自己曾經(jīng)用紅色指甲油裝在醫(yī)用注射器中,描繪電路板,效果不錯,但針頭的尖端要適當(dāng)加工;也有人介紹用漆片溶于無水酒精中,使用鴨嘴筆勾畫,具體方法如下:
將漆片(即蟲膠,化工原料店有售)一份,溶于三份無水酒精中,并適當(dāng)攪拌,待其全部溶解后,滴上幾滴醫(yī)用紫藥水(龍膽紫),使其呈現(xiàn)一定的顏色,攪拌均勻后,即可作為保護(hù)漆用來描繪電路板。先用細(xì)砂紙把敷銅板擦亮,然后采用繪圖儀器中的鴨嘴筆(或圓規(guī)上用來畫圖形的墨水鴨嘴筆),進(jìn)行描繪,鴨嘴筆上有調(diào)整筆劃粗細(xì)的螺母,筆劃粗細(xì)可調(diào),并可借用直尺、三角尺描繪出很細(xì)的直線,且描繪出的線條光滑、均勻,無邊緣鋸齒,給人以順暢、流利的感覺;同時,還可以在電路板的空閑處寫上漢字、英語、拼音或符號描繪出的線條,若向周圍浸潤,則是濃度太小,可以加一點(diǎn)漆片;若是拖不開筆,則是太稠了,需滴上幾滴無水酒精。萬一描錯了也沒關(guān)系,只要用一小棍(火柴桿),做一個小棉簽,蘸上一點(diǎn)無水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描繪即可。一旦電路板圖繪好后,即可在三氯化鐵溶液中腐蝕。電路板腐蝕好后,去漆也很方便,用棉球蘸上無水酒精,就可以將保護(hù)漆擦掉,略一晾干,就可隨之涂上松香水使用。
由于酒精揮發(fā)快,配制好的保護(hù)漆應(yīng)放在小瓶中(如墨水瓶)密封保存,用完后別忘了蓋上瓶蓋,若在下次使用時,發(fā)現(xiàn)濃度變稠了,只要加上適量無水酒精即可。
3、帖圖法
電子商店有售一種“標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)切符號及膠帶”,預(yù)切符號常用規(guī)格有 D373(0D-2.79,ID-0.79),D266(0D-2.00,ID-0.80),D237(OD-3.50,ID-1.50)等幾種,最好購買紙基材料做的(黑色),塑基(紅色)材料盡量不用。膠帶常用規(guī)格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等幾種。單位均為毫米??梢愿鶕?jù)電路設(shè)計版圖,選用對應(yīng)的符號及膠帶,粘貼到覆銅版的銅箔面上。用軟一點(diǎn)的小錘,如光滑的橡膠、塑料等敲打圖貼,使之與銅箔充分粘連。重點(diǎn)敲擊線條轉(zhuǎn)彎處、搭接處。天冷時,最好用取暖器使表面加溫以加強(qiáng)粘連效果。張貼好后就可以進(jìn)行腐蝕工序了。
4、油印法
把蠟紙放在鋼板上,用筆將電路圖按1:1刻在蠟紙上,并把刻在蠟紙上的電路圖按電路板尺寸剪下,剪下的蠟紙放在所印敷銅板上。取少量油漆與滑石粉調(diào)成稀稠合適的印料,用毛刷蘸取印料,均勻地涂到蠟紙上,反復(fù)幾遍,印制板即可印上電路。這種刻板可反復(fù)使用,適于小批量制作。提示:利用光電謄印機(jī),可以按照設(shè)計圖紙自動刻制成1:1尺寸的蠟紙 。
5、熱熔塑膜制版法:此法從網(wǎng)絡(luò)文章中收集(作者NewBlue),可行性未經(jīng)驗(yàn)證,供參考。
①在打印機(jī)上將電路板圖按1∶1的比例打印在80克復(fù)印紙上。手工繪制也可以,但底紙要平整。
②找一臺傳真機(jī),將機(jī)里的傳真紙取出,換上熱熔塑膜(據(jù)說可以買到,誰有這個貨,請聯(lián)系站長)。把電路圖放入傳真機(jī)入口,利用傳真機(jī)的復(fù)印鍵,將線路圖復(fù)制在熱熔塑膜上。這時印刷電路板的“印刷原稿”就做好了。
③用雙面膠帶紙將制好圖的塑膜平整地貼在敷銅板上。注意要平整,不能起皺,膠帶紙不能遮住熔化部分,否則影響線路板的制作效果。
④用漆刷將油漆均勻地刷在塑膜上,注意:不能往復(fù)地刷,只能順著一個方向依次刷,否則塑膜一起皺,銅板上的線條就會出現(xiàn)重疊。待電路圖全被刷遍,小心地將塑膜拿掉。這時一塊印刷線路板就印刷好了。待干后,即可腐蝕了。 如要印制多塊,可做一個比電路板大一點(diǎn)的木框,將絲網(wǎng)平整地敷在木框上,固定好。再用雙面膠帶紙將定好影的塑膜貼在絲網(wǎng)下面。將敷銅板放在桌上,合上絲網(wǎng)架(印刷圖與敷銅板要左右對齊),用漆刷將漆順一個方向依次刷好,拿掉網(wǎng)架。印刷電路板就印好了。如有缺陷,可用油漆和竹片修改。 以上過程須注意,刷漆時,手用力要輕重得當(dāng),太重漆膜太厚,線條會跑花邊,太輕線條會出現(xiàn)斷線。塑膜一定要正面朝上。
6、使用預(yù)涂布感光敷銅板
使用一種專用的覆銅板,其銅鉑層表面預(yù)先涂布了一層感光材料,故稱為“預(yù)涂布感光敷銅板”,也叫“感光板”。制作方法如下:
①單面板的制作:將電腦畫好的PCB圖,用噴墨專用紙打印出1:1黑白720dpi圖紙(元件面),如果用激光打印機(jī)輸出圖紙也可以。取一塊與圖紙大小相當(dāng)?shù)墓饷舭?,撕去保護(hù)膜。用玻璃板或塑料透明板把圖紙與光敏PCB板壓緊,在陽光下曝光5-10分鐘。用附帶的顯影藥1:20配水進(jìn)行顯影,當(dāng)曝光部分(不需要的敷銅皮)完全裸露出來時,用水沖凈,即可用三氯化鐵進(jìn)行腐蝕了。操作熟練后,可制出精度達(dá)0.1mm的走線!
②雙面線路板的制作:步驟參考單面板,雙面板主要是兩面定位要準(zhǔn)確。可以兩面分別曝光,但時間要一致,一面在曝光時另一面要用黑紙保護(hù)。 此法從原理上說是最簡單、實(shí)用的方法,但因市售的“預(yù)涂布感光敷銅板”價格比較高,且不易買到。所以此法還不為多數(shù)業(yè)余愛好者所認(rèn)識。歡迎廠家聯(lián)系本站合作宣傳推廣。
7、熱轉(zhuǎn)印法
使用激光打印機(jī),將設(shè)計的PCB銅鉑圖形打印到熱轉(zhuǎn)印紙上,再將熱轉(zhuǎn)印紙緊貼在覆銅板的銅鉑面上,以適當(dāng)?shù)臏囟燃訜?,轉(zhuǎn)印紙上原先打印上去的圖形(其實(shí)是碳粉)就會受熱融化,并轉(zhuǎn)移到銅鉑面上,形成腐蝕保護(hù)層。這種方法比常規(guī)制版印刷的方法更簡單,而且現(xiàn)在大多數(shù)的電路都是使用計算機(jī)CAD設(shè)計,激光打印機(jī)也相當(dāng)普及,這個工藝還比較容易實(shí)現(xiàn)。